En atomstråle af titanium produceret fra kommercielt tilgængelige dele
Strålen, der er skabt af en sublimeringspumpe, åbner døre for kvantefysikeksperimenter.
En atomstråle af titan, der er produceret fra kommercielt tilgængelige dele, fører image
Atombjælker er centrale for studiet af atomegenskaber. Mens nogle elementer, som alkalier, let produceres i en bjælke ved sublimering i et vakuum, er andre ikke. Oprettelse af en atomstråle af titanium er især en udfordring på trods af interesse for dette element til præcisionsspektroskopi og kvantefysik.
Titanium er et meget ildfast element, der skaber få metastable afkølbare atomer under sublimering. Schrott et al. designet et system til at overvinde disse udfordringer og opnåede en arbejdsmodel ved hjælp af kommercielt tilgængelig teknologi.
Holdets kilde bruger en fælles getter -pumpe kaldet en titanium -sublimeringspumpe. I en opsætning, der ligner en glødepære, opvarmes en titaniumhemisfære strålende af en indvendig wolframspole og udsender en stråle af jordtilstand sublimerede titanatomer. Disse sublimerede atomer pumpes optisk ind i et højere energiniveau til laserkøling.
"Vores resultat giver en klar sti mod at realisere laserkøling og indfangning af titanatomer," sagde forfatter Jackson Schrott. "Håbet er, at denne stil med strålekilde vil blive implementeret i ny laserafkøling og fældningseksperimenter til titanium og muligvis andre overgangsmetaller."
Arbejdet vil muliggøre fremtidige ultracold titaniumeksperimenter. Allerede har forskerne brugt bjælken i to nye eksperimenter i deres laboratorium.
"Når vi får erfaring med at drive disse kilder, lærer vi måske, hvordan designet kan forbedres yderligere," sagde Schrott. "Til sidst kan vi vende tilbage til arbejdet med at fremstille lignende bjælkekilder til andre overgangsmetalelementer."
Kilde: "En atomstråle af titanium til Ultracold Atom-eksperimenter," af Jackson Schrott, Diego Novoa, Scott Eustice og Dan M. Stamper-Kurn, gennemgang af videnskabelige instrumenter (2024). Artiklen kan fås på https://doi.org/10.1063/5.0223352.